Mai Phương Thúy sinh ngày 6 tháng 8 năm 1988 tại Hà Nội là con lớn trong một gia đình có hai chị em. Năm lên 6 tuổi, bố cô mất sau gần một năm nằm viện. Mẹ cô, bà Nguyễn Phương Lan hiện đang là cán bộ trong ngành thuế (Chi cục Thuế quận Tây Hồ) đã ở vậy để nuôi cha mẹ chồng và hai con nhỏ.